Hybride 101 : comment ça fonctionne?

octobre 23, 2008 -- Filed under Le Diesel propre by Louis-Alain Richard

Sur Parlons TDI, nous nous sommes fixé l’objectif de parler de mobilité responsable, ce qui implique de parler de toutes les formes de nouvelles technologies actuellement disponibles, et l’hybride en fait partie. Donc, en vue de bien comprendre les enjeux, voici comment ça marche, un véhicule hybride.

Les grands principes

La conduite d’une hybride est identique à celle d’une voiture traditionnelle. Un véhicule hybride est un véhicule dont la force de propulsion est fournie par deux moteurs, carburant et électrique, et dont l’énergie est stockée dans deux réservoirs, l’un contenant de l’essence et l’autre de l’électricité (les batteries). On doit faire le plein en essence pour remplir le premier, mais le deuxième se remplit automatiquement, en roulant, en récupérant l’énergie du véhicule lors des freinages et des descentes. On ne peut pas, aujourd’hui, brancher un véhicule hybride pour recharger ses batteries. La récupération de cette énergie « gratuite », elle aurait autrement été dissipée en chaleur par les freins, permet des économies de carburant de l’ordre de 20 %.

Au-delà de la présence d’un moteur électrique et d’une batterie, les voitures hybrides ajoutent souvent des trains moteurs optimisés (moteur thermique à cycle d’Atkinson, train d’engrenage épicycloïdal), des pneus à faible résistance au roulement, des appendices aérodynamiques sur la carrosserie, etc., qui participent aussi à la faible consommation de carburant.

Les technologies employées

En 2009, tous les véhicules hybrides autoroutiers sont de type « parallèle » c’est-à-dire que les deux motorisations s’entraident pour produire le déplacement, elles travaillent de concert pour faire tourner les roues motrices. On peut aussi subdiviser cette catégorie en hybride « léger » et hybride « complet ».

Hybride léger

Les hybrides légers peuvent faire appel à un simple alterno-démarreur, entraîné par courroie, et à une batterie de faible capacité, ou encore, à un moteur électrique installé entre le moteur thermique et la boîte de vitesses. Dans les deux cas, les hybrides légers ne peuvent pas mouvoir le véhicule sur le seul moteur électrique, il ne sert qu’à aider le moteur à essence lors des phases d’accélération et à récupérer légèrement l’énergie du freinage pour recharger les batteries. Les gains en consommation et en performance sont modestes.

Hybride complet

L’hybride complet, lui, peut entraîner le véhicule sur l’un ou l’autre des deux modes, électrique ou thermique, ou sur les deux en même temps. Dans ce type d’hybride, un ou deux petits moteurs électriques sont montés dans la boîte de vitesses, et un train d’engrenage épicycloïdal (contrôlé par ordinateur) se charge de répartir la demande de puissance entre le thermique et l’électrique. Le fonctionnement de ce train d’engrenage s’apparente à celui de la boîte à variation continue, mais ce n’en est pas un. Les gains sont plus grands, mais la complexité de l’ensemble se paie à l’achat par un surcoût important.

Les deux types (léger et complet) offrent l’arrêt du moteur aux feux rouges, et le redémarrage automatique quand le besoin s’en fait sentir.

Le futur

Dans le futur, on verra peut-être un autre type d’hybride, qualifié de « série ». Ici, le moteur thermique ne fonctionnera que comme groupe électrogène chargé de produire du courant, soit pour entraîner la voiture, soit pour recharger la batterie, soit les deux en même temps. Cette technologie hybride série existe depuis longtemps dans les locomotives que l’on connait au Canada, ainsi que dans les immenses camions de mine.

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